Książka ujmuje zagadnienia techniczne i teoretyczne oczyszczania i uzdatniania wody do picia i wody przemysłowej z wykorzystaniem metod membranowych.

Zmiany zachodzące w dostępie do czystej wody oraz zmiany w przepisach dotyczących wymagań jej jakości sygnalizują przyszłe tendencje jej uzdatniania. Do najważniejszych należy zaliczyć wdrażanie  nowych metod separacji, w tym metod membranowych.  Skuteczność metod membranowych pozwala sądzić, że będą one uzupełniały bądź zastępowały obecne techniki uzdatniania wody.

Książka skierowana jest do projektantów, pracowników naukowych i studentów oraz do specjalistów gospodarki wodno-ściekowej zatrudnionych w przemyśle i administracji samorządowej.

Spis treści:

1. Wstęp

2. Woda w przyrodzie
2.1. Zasoby wodne
2.2. Zasoby wodne Polski
2.3. Wody naturalne - ich charakterystyka, znaczenie i zanieczyszczenie
2.4. Ilościowe i jakościowe podstawy wyboru wód do zaopatrzenia w wodę do picia
2.5. Jakość wody do picia w przepisach WHO i UE oraz w przepisach polskich
2.6. Stan wiedzy i tendencje rozwojowe technologii uzdatniania wody
2.6.1. Główne uwarunkowania w oczyszczaniu wody do picia
2.6.2. Poziom rozwoju technologii uzdatniania wody
2.6.3. Systemy technologiczne współczesnych zakładów uzdatniania wody oraz tendencje rozwojowe
2.6.3.1. Wody powierzchniowe
2.6.3.2. Wody infiltracyjne
2.6.3.3. Wody podziemne
2.6.4. Dezynfekcja i jakość wody w sieci wodociągowej
2.6.5. Wnioski końcowe

3. Membranowe techniki separacji mieszanin
3.1. Wprowadzenie
3.2. Procesy separacji w inżynierii środowiska
3.3. Membrany i procesy membranowe
3.3.1. Membrany
3.3.2. Procesy membranowe
3.3.2.1. Ciśnieniowe techniki membranowe
3.3.2.2. Dyfuzyjne techniki membranowe
3.3.2.3. Prądowe techniki membranowe
3.4. Konstrukcja modułów membranowych
3.4.1. Moduły z membranami o przekroju kołowym
3.4.2. Moduły z membranami płaskimi
3.4.3. Podsumowanie
3.5. Projektowanie systemów membranowych
3.6. Transport masy w ciśnieniowych procesach membranowych
3.6.1. Permeacja cieczy przez membrany półprzepuszczalne
3.6.2. Transport masy w warstewkach przymembranowych
3.6.2.1. Polaryzacja stężeniowa
3.6.2.2. Zjawisko powlekania (blokowania) membran - ?fouling"
3.6.2.3. Transport i ?fouling" koloidów i zawiesin
3.6.2.4. Osady substancji mineralnych w procesach filtracji membranowej (skating)
3.6.3. Modele transportu masy w warstewkach przymembranowych wykorzystywane w filtracji membranowej wód naturalnych
3.6.3.1. Model Hermii
3.6.3.2. Model ?strumienia krytycznego"
3.6.3.3. Model odnawiania powierzchni
3.6.4. Metody zapobiegania niekorzystnym zjawiskom powodującym zmniejszenie wydajności membrany
3.6.4.1. Ocena stopnia powlekania membran (?foulingu")
3.6.4.2. Wstępne przygotowanie nadawy przed filtracją membranową
3.6.4.3. Czyszczenie i mycie membran
3.6.4.4. Optymalizacja parametrów procesowych filtracji membranowej
3.6.4.5. Modyfikacja własności powierzchniowych membrany
3.6.4.6. Podsumowanie

4. Systemy membranowe w uzdatnianiu wód naturalnych
4.1. Wprowadzenie
4.2. Odsalanie wód powierzchniowych i podziemnych
4.2.1. Metody odsalania
4.2.1.1. Metody termiczne
4.2.1.2. Odwrócona osmoza
? Wstępne oczyszczanie wody przed odsalaniem
? System membranowy
? Końcowe uzdatnianie wody odsolonej
? Odzysk energii
4.2.1.3. Elektrodializa
4.2.1.4. Destylacja membranowa
4.2.1.5. Hybrydowe procesy odsalania
4.2.2. Rozważania energetyczne procesu odsalania
4.2.3. Koszty odsalania
4.2.4. Odsalanie a środowisko
4.2.5. Rozwój przemysłu do odsalania
4.2.6. Podsumowanie
4.3. Wykorzystanie nanofiltracji i odwróconej osmozy w uzdatnianiu wody do picia i na potrzeby gospodarcze
4.3.1. Nanofiltracja i odwrócona osmoza a mechanizmy separacji składników roztworów
4.3.2. Modele matematyczne w analizie wysokociśnieniowych procesów membranowych
4.3.2.1. Równanie Kedem-Katchalsky'ego i jego modyfikacje
4.3.2.2. Model Nernsta-Plancka
4.3.3. Nanofiltracja i odwrócona osmoza w uzdatnianiu wody
4.3.3.1. Zmiękczanie wody
? Zmiękczanie wody gruntowej
? Zmiękczanie wody powierzchniowej
? Badania prowadzone w Politechnice Śląskiej
4.3.3.2. Usuwanie związków organicznych
4.3.3.3. Usuwanie mikrozanieczyszczeń
? Pestycydy
? Trihalometany i inne chlorowcopochodne węglowodorów
? Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne
? Usuwanie ftalanów
? Endocrine disruptors - steroidowe hormony płciowe
4.3.3.4. Zastosowania specjalne
4.3.4. Przykłady zastosowania nanofiltracji w procesie uzdatniania wody
4.3.5. Koszty
4.3.6. Wnioski
4.4. Ultrafiltracja i mikrofiltracja w uzdatnianiu wód podziemnych i powierzchniowych
4.4.1. Wprowadzenie
4.4.2. Ultrafiltracja
4.4.3. Mikrofiltracja
4.4.4. Usuwanie zanieczyszczeń z wody metodą bezpośredniej ultrafiltracji i mikrofiltracji
4.4.4.1. Usuwanie substancji rozproszonych i mikroorganizmów
4.4.4.2. Usuwanie naturalnej substancji organicznej (NOM)
4.4.4.3. Usuwanie toksycznych mikrozanieczyszczeń i lotnych związków organicznych
4.4.4.4. Metale
4.4.5. Fouling membran UF i MF
4.4.5.1. Wpływ właściwości naturalnej substancji organicznej na ?fouling"
4.4.5.2. Wpływ substancji nieorganicznej na ?fouling"
4.4.5.3. Wpływ materiału membrany na ?fouling"
4.4.5.4. Zapobieganie ?foulingowi" membrany
4.4.5.5. Podsumowanie
4.4.6. Badania ultrafiltracji i mikrofiltracji wód naturalnych w różnych układach modułów i membran wykonane w Politechnice Śląskiej
4.4.6.1. Wydajność procesu
4.4.6.2. Modelowanie wydajności procesu
4.4.6.3. Efekty uzdatniania wody w procesach filtracji membranowej
4.4.7. Schematy prowadzenia procesu UF/MF wód naturalnych na skalę przemysłową
4.4.8. Proces hybrydowy koagulacja - ultrafiltracja / mikrofiltracja
4.4.8.1. Wprowadzenie
4.4.8.2. Proces hybrydowy koagulacja - UF/MF
4.4.8.3. Mechanizm polepszenia wydajności w układzie koagulacja - UF/MF
4.4.8.4. Sposoby prowadzenia procesu hybrydowego koagulacja - UF/MF
4.4.8.5. Badania prowadzone w Politechnice Śląskiej
4.4.8.6. Podsumowanie
4.4.9. Proces hybrydowy adsorpcja na węglu aktywnym - ultrafiltracja / mikrofiltracja
4.4.9.1. Zalety stosowania PAC w porównaniu z adsorpcją na granulowanym węglu aktywnym
4.4.9.2. Sposoby prowadzenia procesu hybrydowego adsorpcja PAC - UF/MF
4.4.9.3. Rola węgla aktywnego w procesie hybrydowym
4.4.9.4. Kryteria wyboru pylistego węgla aktywnego
4.4.9.5. Modelowanie adsorpcji substancji organicznej i mikrozanieczyszczeń w procesie hybrydowym PAC-UF/MF
4.4.9.6. Badania wykonane w Politechnice Śląskiej
4.4.9.7. Uwagi końcowe
4.4.10. Inne procesy hybrydowe
4.4.10.1. Bioreaktory membranowe - usuwanie azotanów
4.4.10.2. Układ hybrydowy filtracja biologiczna - ultrafiltracja / mikrofiltracja
4.4.10.3. Układ hybrydowy ozonowanie - ultrafiltracja / mikrofiltracja
4.4.10.4. Zmiękczanie jako metoda ograniczenia ?foulingu" przed ultrafiltracją lub mikrofiltracją
4.4.11. Pracujące instalacje w pełnej skali technicznej
4.4.11.1. Technologia Aquasource
4.4.11.2. Efektywność wybranych, dużych instalacji technicznych
4.4.12. Koszty produkcji wody do picia za pomocą niskociśnieniowych technik membranowych
4.4.12.1. Czynniki określające wielkość kosztów produkcji wody
4.4.12.2. Modelowanie kosztów niskociśnieniowych procesów membranowych
4.4.13. Podsumowanie

5. Zaawansowane techniki membranowe w przygotowaniu wody dla energetyki
5.1. Wprowadzenie
5.2. Układ hybrydowy odwrócona osmoza-wymiana jonowa
5.3. Układ hybrydowy odwrócona osmoza-elektrodejonizacja
5.4. Układ hybrydowy elektrodializa odwracalna-wymiana jonowa
5.5. Układ kilkustopniowej odwróconej osmozy
5.5.1. Elektrociepłownia ?Żerań"
5.5.2. Elektrociepłownia ?Grudziądz"
5.5.3. Elektrociepłownia ?Energotor Toruń"
5.5.4. Elektrociepłownia ?Rydułtowy"
5.5.5. OPEC ?Gliwice"
5.6. Wykorzystanie ultrafiltracji i mikrofiltracji
5.6.1. Układy hybrydowe z wykorzystaniem ultrafiltracji, odwróconej osmozy i wymiany jonowej
5.6.2. Układy hybrydowe z wykorzystaniem ultrafiltracji, odwróconej osmozy i elektrodejonizacji
5.6.3. Wykorzystanie ultrafiltracji / mikrofiltracji w obiegach chłodzących w energetyce
5.6.4. Wykorzystanie ultrafiltracji/mikrofiltracji do usuwania krzemionki koloidalnej
5.7. Trójmembranowy system demineralizacyjny
5.8. Podsumowanie

6. Uzdatnianie wód kopalnianych
6.1. Wprowadzenie
6.2. Otrzymywanie wody do picia
6.2.1. Stacja uzdatniania KWK ?Pokój"
6.2.2. Stacja uzdatniania ?Rydułtowy"
6.2.3. Stacja uzdatniania wody dołowej KWK ?Piast" dla celów pitnych
6.3. Utylizacja wód kopalnianych silnie zasolonych
6.3.1. Utylizacja wód kopalnianych metodą odsalania z wykorzystaniem odwróconej osmozy
6.3.2. Wykorzystanie nanofiltracji jako metody usuwania jonów dwuwartościowych z wody kopalnianej przed odsalaniem
6.3.3. Filtracja membranowa słonych wód kopalnianych z równoczesną krystalizacją soli siarczanowych
6.4. Podsumowanie